Vähähiilinen betoni runkorakentamisessa

Abstract

Sementin valmistuksesta tulee noin 7 % maailman hiilidioksidipäästöistä. Se tekee maailman käytetyimmästä rakennusmateriaalista betonista suuren yksittäisen päästöjen lähteen. Vähähiilisen betonin kehitystyö etenee nopeasti ja tulevaisuudessa betoni on pitkälti vähähiilistä. Tämän päivän käyttö runkorakentamisessa vähähiiliselle betonille on kyseenalainen.

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin erilaisia ratkaisuja vähähiilisen betonin käytölle runkorakentamisessa, tämän työn on tilannut YIT. Työssä paneudutaan vähähiiliseen sementtiin ja sen tämänhetkiseen tilaan Suomessa. Käytännön tutkimuskohteena toimi Tampereella kesällä 2022 valettu pilottikohde, jossa kokeiltiin vähähiilistä betonia pohjalaatassa sekä kahden kerroksen holvivaluissa. Vähähiilinen betoni on käytännössä varsin uusi, joten tässä tiedot on kerätty myös käynnissä olevista tutkimuksista ja useista haastatteluista eri toimialoilta.

Vähähiilinen betoni ei sovellu tällä hetkellä runkorakentamiseen viikon kierrolla sellaisenaan. Suurimmaksi ongelmaksi todettiin betonin hidas lujuudenkehitys. Ongelmaan on todettu auttavan kiihdyttimien ja lämpökaapeleiden käyttö. Nämä vaativat vielä lisää tutkimuksia, sillä kiihdyttimet eivät sovellu holvivaluihin, mutta soveltuvat sen sijaan esimerkiksi perustuksiin. Lämpökaapeleiden on todettu nopeuttavan lujuudenkehitystä, mutta kaapeleiden soveltaminen kustannustehokkaasti holvivaluihin on haasteellista.

Vähähiilinen betoni yleistyy hiljalleen, uusien teknologioiden ja vihreiden rahoituksien kautta voidaan saada käyttökelpoista vähähiilistä betonia ehkä 2030-luvulla. Kannattavuus vähähiilisen sementin tuotannolle määräytyy pitkälti kallistuvan päästökaupan kautta. Ilman sen kallistumista vähähiilisen sementin tuotekehitys hidastuu merkittävästi.

Global carbon dioxide emissions from cement production account for around 7% of global emissions. That makes concrete, the most widely used building material in the world, a major source of emissions. This project was comissioned by YIT to study different solutions for the use of low carbon concrete in frame construction and focuses on low-carbon cement and its status in Finland.

The practical research was conducted in a pilot project in Tampere in summer 2022, where low-carbon concrete was tested in foundation slabs and two-storey vaults. Low-carbon concrete is relatively new in practice, so the data presented here has also been gathered from ongoing projects and interviews with different industries representatives.

As a result of low-carbon concrete is currently not suitable for use in frame construction as such. The major problem encountered is the slow increase in strength of concrete. Accelerators and heating cables have been found to be a solution to this problem.

Further research is needed, as accelerators are not suitable in vault castings, even though they are suitable for foundations. The use of heating cables has been shown to increase strength development, but their cost-effective use in vault casting is challenging.